Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
и, как правило, поле во всплеске невелико,, оно меньше поля на поверхности пластины ?(0): • E(Dexir) < ?(0). Однако в условиях циклотронного резонанса возможна ситуация, когда одни и те Re электроны формируют и поверхностный импеданс, и всплеск ВЧ-поля. Тогда E(Dextr) т E(O).
Если период волны 2л/ы сравним или меньше времени свободного про-1 бега электрона т = l/v,
Т.е. OU 2> 1, то возможен случай, когда за время пролёта электрона сквозь скин-слой фаза ВЧ-поля многократно меняет знак.
Если при этом электроны ни разу не сталкиваются с рассеивателями, то в слабом магн. поле (г > <2) оии создают слабозатухающее поле, преобразуя осцилляции ВЧ-поля во времени в пространственные осцилляции . Это прив одит к осцнлляц. зависимости прозрачности R тонких металлич. пластин от Н~ (рис. 7).
Размерный циклотронный резонанс. В магн. поле Я, параллельном граням пластины, при Dextr < d циклотронный резонанс имеет такой же характер, как и в массивных образцах, т. е. наблюдается резонансное уменьшение активной R и реактивной X составляющих поверхностного импеданса 2 пластины. Если же траектория резокирующих электронов ке помещается в сечении образца, т. е. Dextr > d, то происходит
Рис. 7.
г
«отсекание* частот, соответствующих полю Hvr а вместо них появляется новая резонансная частота/ кратная циклотронной частоте электрона Q (рис. 8): w — wft = = пеН/тс (п — целое чнслО, т — эффективная масса
Рис. 8. Спектр циклотронного резонанса в тонком монокристалле1 Bi; при H < Нот наблюдается резонанс на неэкстремальных орбитах.
электрона). Этой частоте соответствует диаметр орбиты электрона D = d. Диаметр орбиты D связав с диаметром соответствующего сечения поверхности Ферми Dp соотношением D = с DpIeH. Поэтому новая частота определяется условием d = с DjJeH илн Hd = eDpfe. Измеряя зависимость поверхностного импеданса Z от H прн разл. d, но прн Hd — const, можно построить семейстао кривых Z(d), когда Dp фиксировано: Соответствующие резонансные пики Z позволяют определять т. Изменяя Hd, можно определить эфф. массы электронов на всея поверхности Ферми.
В пластинах с достаточно гладними гранями циклотронный резонанс возможен в слабых маги, полях, удовлетворяющих условию I < г < P/d. Прн этом электроны периодически возвращаются и скин-слой за счёт зеркальных отражений от. противоположной грани, а роль маги, поля сводится лишь к искривлению траекторий резонансных электронов. Условие резонанса имеет вид о) = 2ппТ~1, где T — период двнженкк зеркально отражённых электронов.
Размерный циклотронный резонанс наблюдается н при Dgxtr < d. Ои обусловлен электронами, взаимодействующими с ВЧ-полем во всплеске. Роль толщины і в этом случае играет величина d — Dext^ N, где N — число всплесков в пластине. Резонанс наступает, когда (о кратна частоте обращения электронов с диаметром орбиты d — Dextr N. Обратное влияние всплесков на поле в скин-слое приводит к резонансной добавке к импедансу, зависящей от параметров зеркальности обеих граней.
Размерный эффект прн отражении Андреева. При отражении электронов проводимости межфазиой границей нормальный металл N (или полупроводник) — сверхпроводник S изменяется знак , их . скорости: V —> —и (см. Отражение андреевское). Бели слой нормального металла толщиной d помещён на сверхпроводящую подложку, то в магн. поле отсекание частот циклотронного резонанса наступает, когда радиус орбиты резонансных эяектронов г > d.
При г < d < 2г траектория электрона после отражения Андреева дополняет его траекторию до полкой орбиты в массивном образце (рнс. 9). Т. о., отражение не меняет период движения н, следовательно, резонансную частоту. При г > d эти частоты отсечены из-за отражения электронов границей металл — вакуум. Вместо них появляются частоты, кратные частоте обращения' электронов, диаметр орбиты к-рых равен 2d.
Отражённые N — S-границей электроны создают всплеск ВЧ-полк на нек-ром расстоянии от межфазнон границы. Когда всплеск с уменьшением H приближается к скин-слою, происходит резкое изменение поверхностного импеданса пластины.
Размерные магнитоакустич, явления также более информативны, чем их аналоги в массивкых образцах, т. н. геометрические осцилляции, гигантские квантовые осцилляции, магнитоакустич. резонансы (Cm. Акусто-электронное взаимодействие).
Лит.: Андреев А. Ф., Теплопроводность промежуточного состояния сверхпроводников, «ЖЭТФ», 1964, т. 46, с, 1823; Койн и к Ю. Ф., Физика металлических пленок, М., 1979; Гохфельд В. М., Кириченко О. В., Песчанс-с к и и В. Г., О затухании ультразвука в тонких слоях металла в магнитном поле, «ЖЭТФ*, 1980, т. 79. с. &38; Peecha-п 8 к у V. G., Kinetic Size Effects in Metals in a Magnetic Field. Sov. Sci; !Rev. A. Phye., 1992, v. 16, p. I—¦ 112; K o-ган E. М., Устиной В. В., Электропроводность тонких металлических пленок прн малоугловом . электрон-фононнок рассеянии, «Физ. металлов и металловедение», 1982, т. 54, с. 258; Электроны проводимости, под ред. М. Й. Каганова, В. С. Эдельмана, М., 1985. В. Г. Песчанский.
размешивание (перемешивание) в фазовом пространстве — свойство потока траекторий консервативной динамической системы, достаточное для перехода этой системы в процессе её временндн эволюции к стохастяч. поведению.
